JP6191435B2 - ゲートバルブ - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造装置などの真空チャンバと排気ポンプとの間に配置されるゲートバルブに関する。

一般に、真空チャンバと排気ポンプとの間に配置されるゲートバルブは、真空チャンバと排気ポンプとを連通する排気路を遮断可能にする弁板と、真空チャンバ側開口と、ポンプ側開口と、前記何れかの開口に設けられるシート面と、前記弁板の当接面に設けられ前記シート面に当接するシール部材とを有する。そして、前記シート面と前記シール部材が密着することにより、前記排気路が遮断される。

一方、半導体製造装置等の真空チャンバ内では、成膜、エッチング、洗浄等のために、プラズマによって化合物を分解する方法が用いられている。そして、プラズマによって化合物を分解すると、ラジカル（遊離基。不対電子を持った原子。）が生成される。ラジカルは、熱エネルギーを持ち、非常に反応性が高く、真空チャンバの壁面に数回衝突しても、そのエネルギーを失う傾向がなく、パッキン等のシール部材の重合状態を分解させ劣化させることが知られている。

ラジカルの衝突によるシール部材の劣化を抑制するために、弁板に設けられるシール部材の回りに突起を設け、この突起を前記いずれかの開口を形成する隔壁に当接することで、ラジカルがシール部材に到達するのを効果的に抑止することができる。しかしながら、上記構成では突起と隔壁とが当接するため、発塵を生じるおそれがある。

上記発塵の発生を抑制し、かつシール部材の劣化を抑制する発明が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の発明は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、チャンバポート１１５からポンプポート１１６に到る排気流路１１７を閉鎖する主弁体１２０と、主弁体１２０のシール位置に設けられる主弁シール１３２と、ポンプポート１１６の周縁に形成される主弁座１２１と、主弁シール１３２の外側に設けられた環状切欠１８０に固定される遮蔽リング１９４と、遮蔽リング１９４を収容するリング用環状溝１９５とを有する。

特開２００４−２８６１３１

特許文献１に記載の発明では、主弁体１２０が排気流路１１７を閉鎖する際に遮蔽リング１９４とリング用環状溝１９５とが非接触状態となる一方、主弁体１２０が収納室１７８に収容する際には遮蔽リング１９４は収納室１７８の内面に当接する。従って、特許文献１に記載の発明では、排気流路１１７の閉鎖時、収納室１７８への収容時のいずれの場合も、遮蔽リング１９４によってラジカルが主弁シール１３２に到達するのを抑制することができる。しかしながら、主弁体１２０の収納室１７８への収容時においては、遮蔽リング１９４が収納室１７８の内面と当接する構成になっているため、遮蔽リング１９４と収納室１７８の内面との当接による発塵の防止について改良の余地がある。

本発明の課題は、ポンプ側開口の開放時に、ラジカルがシール部材に到達するのを効果的に抑止すると共に、弁板と隔壁との接触による発塵を防止することができるゲートバルブを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明によれば、互いに対向する第１側壁及び第２側壁にそれぞれチャンバ側開口とポンプ側開口とが開設されていて、これらのチャンバ側開口とポンプ側開口との間に排気路が形成されてなるハウジングと、該ハウジング内に配されていて、前記ポンプ側開口を密閉又は全開する弁板と、前記排気路と連通し、前記ポンプ側開口の全開時に前記弁板を収容する収容室と、前記弁板を、前記ポンプ側開口を密閉するときの位置である密閉位置と前記ポンプ側開口を全開するときの位置である待避位置との間で移動させる弁板移動機構と、を備えるゲートバルブが提供される。
このゲートバルブは、前記弁板には、前記第２側壁における前記ポンプ側開口の周囲に形成された弁座に当接することで前記ポンプ側開口を密閉するシール部材と、該シール部材の回りを取り囲む凸状の弁板凸部が設けられ、前記収容室を形成する第３側壁には、凹状の収容凹部が設けられ、前記弁板が前記待避位置にあるときに、前記弁板凸部の先端面と前記収容凹部の底面との間に隙間を形成するように前記弁板凸部が前記収容凹部に収容され、かつ前記シール部材が前記第３側壁に対して非接触となることを特徴とする。

本発明において、前記弁座には、前記シール部材に当接する開口シート面が設けられ、前記第２側壁には、前記開口シート面の回りを取り囲み、かつ前記弁板凸部を収容する凹状の開口凹部が設けられ、前記弁板が前記密閉位置にあるときに、前記弁板凸部の先端面と前記開口凹部の底面との間に隙間を形成するように、前記弁板凸部が前記開口凹部に収容されることが好ましい。

また、前記収容凹部には、前記弁板凸部を収容する前記第１凹部と、該第１凹部に取り囲まれた第２凹部とが設けられ、前記弁板が前記待避位置にあるときに、前記シール部材の先端面と前記第２凹部の底面との間に隙間を形成するように、前記シール部材が前記第２凹部に収容されることが好ましい。

具体的には、前記弁板移動機構は、前記弁板が前記弁座と離れて対面するときの位置である第１対面位置、及び前記第３側壁と離れて対面するときの位置である第２対面位置を経由して、前記弁板を前記密閉位置と前記待避位置との間で移動させる機構であり、前記弁板移動機構は、前記弁板を前記密閉位置と前記第１対面位置との間で移動させる第１平行移動機構と、前記弁板を前記第１対面位置と前記第２対面位置との間で移動させる室間移動機構と、前記弁板を前記第２対面位置と前記待避位置との間で移動させる第２平行移動機構と、を有する。

また、前記室間移動機構は、前記排気路の軸線と平行の軸線を有し前記弁板に取り付けられる回動可能なスイング軸と、アクチュエータにより前記スイング軸の軸線に対して垂直方向に進退する駆動ロッドと、該駆動ロッドの駆動力を前記スイング軸の回動方向の動力に変換し該スイング軸に動力を伝達する回動変換機構とを有し、前記回動変換機構は前記駆動ロッドの軸線方向及び前記スイング軸の軸線方向に対して垂直方向の溝を有し前記駆動ロッドに固定されるガイドと、一端を前記スイング軸に固定し他端に前記ガイドに嵌合するガイドローラを設けたスイングアームとを有することが好ましい。

また、前記弁板は、前記駆動ロッドが前進したときに前記第１対面位置又は前記第２対面位置の一方に位置すると共に、前記駆動ロッドが後退したときに前記第１対面位置又は第２対面位置の他方に位置し、前記ガイドローラは、前記弁板が前記第１対面位置又は第２対面位置にあるときに前記駆動ロッドと重なることが好ましい。

また、前記第１平行移動機構は、前記排気路を取り囲むように環状に形成されるピストン収容溝と、該ピストン収容溝に収容され前記排気路の軸線と平行方向に移動可能な環状ピストンとを備え、前記環状ピストンは、前記第１側壁と対面し前記排気路の軸線に対して平行方向に進退自在なピストン基部と、該ピストン基部の前記弁板に対面する面に設けられた凸状の第１ロッドと、該第１ロッドの先端に設けられた鍔部を有し、前記ピストン収容溝は、前記弁板に形成されると共に前記スイング軸を中心とする円軌道上に設けられ、前記第１ロッドと前記鍔部を収容するロッド収容溝を有し、前記弁板を前記第１対面位置から前記第２対面位置に回動させることによって、前記第１ロッド及び前記鍔部が前記ロッド収容溝から外れ、前記弁板を前記第２対面位置から前記第１対面位置に回動させることによって、前記第１ロッド及び前記鍔部を前記ロッド収容溝に収容することが好ましい。

また、前記第２平行移動機構は、前記スイング軸と、流体の圧力によって前記スイング軸を該スイング軸の軸線方向に移動させるスイング軸ピストンと、前記スイング軸を該スイング軸の軸線方向に移動させる弾性部材を有することが好ましい。

そして、前記弁板凸部の高さは前記開口凹部の深さ及び前記収容凹部の深さと同一であることが好ましい。

本発明によれば、収容室を形成する第３側壁に弁板凸部を収容する収容凹部が設けられているため、収容凹部と弁板凸部との間でラビリンス構造とすることができ、ポンプ側開口の開放時にラジカルがシール部材に到達するのを効果的に抑止することができる。そのうえ、弁板が待避位置に位置するときに、弁板凸部の先端面と収容凹部の底面との間に隙間が設けられかつシール部材が第３側壁に対して非接触となるため、弁板と第３側壁との接触による発塵を防止することができる。

本発明に係るゲートバルブの正面断面図である。 密閉位置に位置している弁板を示す断面図であり、図１におけるＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図である。 図３（ａ），図３（ｂ）は図２の要部拡大図である。 図４（ａ）は待避位置に位置している弁板を示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部拡大図である。 室間移動機構と弁板との動作を示す説明図である。 第２平行移動機構の断面説明図である。 図７（ａ）は第１対面位置に位置している弁板を示す断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の要部拡大図である。 図８（ａ）は第２対面位置に位置している弁板を示す断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の要部拡大図である。 図９（ａ）は従来のゲートバルブの断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の要部拡大図である。

図１−図８は本発明に係るゲートバルブの実施形態を示すものである。図１及び図２に示すように、このゲートバルブ１は、互いに対向する第１側壁１３及び第２側壁１１にそれぞれチャンバ側開口１４とポンプ側開口１５とが開設されていて、これらのチャンバ側開口１４とポンプ側開口１５との間に排気路１６が形成されてなるハウジング２と、前記ハウジング２内に配されていて、前記ポンプ側開口１５を密閉又は全開する弁板１７と、前記排気路１６と連通し、前記ポンプ側開口１５の全開時に前記弁板１７を収容する収容室５１とを備える。また、前記収納室５１は第３側壁１２によって形成されており、前記ハウジング２の一部を構成する。また、前記ポンプ側開口１５の周囲には、弁座１９が設けられている。

前記第２側壁１１と前記第３側壁１２は固定具、例えば図示しないボルトによって固定されており、この固定具を取り外すことにより、前記第２側壁１１と前記第３側壁１２とを分離することができる。また、前記第２側壁１１の前記第３側壁１２側端面には、嵌合溝及び該嵌合溝に装着される弁シール部材１８が設けられており、前記第２側壁１１と前記第３側壁１２とが前記弁シール部材１８を介して接続されている。

また、ゲートバルブ１は、前記弁板１７を、前記ポンプ側開口１５を密閉するときの位置である密閉位置Ｐ１、前記弁板１７が前記弁座１９と離れて対面するときの位置である第１対面位置Ｐ２、前記第３側壁１２と離れて対面するときの位置である第２対面位置Ｐ３、及び前記ポンプ側開口１５を全開するときの位置である待避位置Ｐ４の間で移動させる弁板移動機構１０を備えている。

ここで、該弁板移動機構１０は、 前記密閉位置Ｐ１と前記第１対面位置Ｐ２との間で前記弁板１７を収容し前記排気路１６と連通する移動室４１内を、前記排気路１６の軸線Ｌ１に対して平行に移動させる第１平行移動機構２０と、前記弁板１７を前記第１対面位置Ｐ２と前記第２対面位置Ｐ３との間で移動させる室間移動機構３０と、前記弁板１７を前記第２対面位置Ｐ３と前記待避位置Ｐ４との間で移動させる第２平行移動機構７０とからなる。第１平行移動機構２０、室間移動機構３０、第２平行移動機構７０の構成については後述する。

前記弁板１７には、前記弁座１９に当接することで前記ポンプ側開口１５を密閉するシール部材６１が設けられている。また、前記弁座１９には、前記シール部材６１に当接する開口シート面６０が前記ポンプ側開口１５の回りを囲むように環状に形成されている。

前記弁板１７の前記弁座１９に対面する面には、前記シール部材６１を嵌合する嵌合溝６２と、前記シール部材６１の回りを環状に取り囲む２個の凸部６３，６４と、該凸部６３，６４に隣接して環状に形成される弁板凹部６５ａ，６５ｂを有する弁板凸部６６が設けられている。ここで、前記嵌合溝６２の深さは前記シール部材６１の直径よりも小さいため、前記嵌合溝６２に前記シール部材６１を嵌合させると前記シール部材６１の一部が前記嵌合溝６２から突出する。なお、弁板凸部６６は、前記シール部材６１の回りを取り囲む凸部が３個以上であり、弁板凹部がこれらの凸部の間に形成されるものでも、前記シール部材６１の回りを取り囲む凸部が１個であってもよい。

一方、前記第２側壁１１には、前記開口シート面６０の回りを取り囲み、かつ前記弁板１７が前記密閉位置Ｐ１に位置するときに前記弁板凸部６６を収容する凹部４２を有する開口凹部４３が設けられている。このとき、前記凸部６３，６４の高さと前記凹部４２の深さは同一であり、前記シール部材６１の一部が前記嵌合溝６２から突出しているため、前記弁板１７が前記密閉位置Ｐ１に位置するときに、前記凸部６３，６４の先端面６３ａ，６４ａと前記凹部４２との間に隙間６７が設けられる。なお、前記凹部４２は複数設けられていてもよく、複数の凹部の間に凸部が一体に形成されていてもよい。

前記弁板１７及び前記弁座１９は以上のように構成されているので、前記弁板１７が前記ポンプ側開口１５を閉鎖しているときに、前記弁板凸部６６と前記開口凹部４３との間で形成される隙間６７をラビリンス構造とすることができる。従って、前記排気路１６から前記隙間６７を介して前記シール部材６１に向けて進入するラジカルを抑制することができる。

また、図４に示すように、前記第３側壁１２の前記弁板１７に対面する面には、環状の第１凹部５２と、該第１凹部５２に取り囲まれた環状の第２凹部５３を有する収容凹部５４が設けられている。ここで、前記弁板１７が前記待避位置Ｐ４に位置するときに、前記凸部６３，６４が前記第１凹部５２、前記第２凹部５３に収容される。ここで、待避位置Ｐ４とは、前記シール部材６１と収容隔壁５０の前記弁板１７に対面する面とが近接しているものの、接触していない位置をいう。

前記第１凹部５２、第２凹部５３の間には収容凸部５６が形成され、この収容凸部５６が前記凸部６３，６４の間に形成される前記弁板凹部６５ｂに収容される。このとき、前記凸部６３，６４の高さと前記第１凹部５２、第２凹部５３の深さは同一であるため、前記弁板１７が前記待避位置Ｐ４に位置するときに、前記凸部６３，６４の先端面６３ａ，６４ａと前記第１凹部５２、第２凹部５３との間に隙間５５が設けられる。このとき、前記シール部材６１の先端は前記第３側壁１２と非接触の状態で前記第２凹部５３に収容される。

前記弁板１７及び前記第３側壁１２は以上のように構成されているので、前記弁板１７が前記待避位置Ｐ４に位置するときに、前記弁板凸部６６と前記収容凹部５４により形成れる隙間５５をラビリンス構造とすることができる。従って、凸部６３，６４の周囲に形成される隙間５５によって前記排気路１６から前記シール部材６１に向けて進入するラジカルを抑制することができる。また、前記弁板１７が前記待避位置Ｐ４に位置するときに、前記シール部材６１の先端が前記収容隔壁５０と非接触であるため、前記弁板１７と前記第３側壁１２との接触による発塵を防止することができる。

次に、図１〜図３に基づいて、前記弁板１７を前記排気路１６の軸線Ｌ１に対して平行移動させるための第１の平行移動機構２０について説明する。前記第１の平行移動機構２０は、前記排気路１６を取り囲むように環状に形成されるピストン収容溝２６と、該ピストン収容溝２６に収容され前記排気路１６の軸線Ｌ１と平行方向に移動可能な環状ピストン２１とを備えている。

前記環状ピストン２１は、前記第１側壁１３と対面する環状のピストン基部２２と、該ピストン基部２２の前記弁板１７に対面する面に設けられた２本の第１ロッド２３ａ及び４本の第２ロッド２３ｂとを有している。前記第１ロッド２３ａは、前記弁板１７側で細くなるように円筒状のピストンを２段重ねた形状を有しており、その先端に前記弁板１７に当接可能な円盤状の鍔部２３ｃが形成されている。

前記ピストン基部２２の外周面及び内周面には環状溝２４ａが設けられ、この環状溝２４ａにシール部材２４ｂが装着される。ここで、前記第１ロッド２３ａは、前記ピストン基部２２の中心に対して対称の位置になるように設けられ、前記第２ロッド２３ｂはそれぞれの前記第１ロッド２３ａを結んだ直線に対して対称の位置になるように設けられる事が望ましい。

前記ピストン収容溝２６は、前記排気路１６を取り囲むように環状に形成され前記ピストン基部２２を収容する環状シリンダ溝２７ａと、該環状シリンダ溝２７ａと前記移動室４１とを連通し前記第１ロッド２３ａ及び前記第２ロッド２３ｂを収容するロッド収容孔２６ａ，２６ｂとを備えている。また、前記ロッド収容孔２６ａ，２６ｂの側面には環状溝２８ａが設けられ、この環状溝２８ａにシール部材２８ｂが装着されている。また、側壁のチャンバ側で前記環状シリンダ溝２７ａの内側及び外側の位置に環状溝２８ｃが形成され、該環状溝２８ｃには側壁と第１側壁１３の間を密封するシール部材２８ｄが装着されている。

また、前記弁板１７の外周側には、前記第１ロッド２３ａの先端側を収容する第１ロッド収容溝２９ａと、鍔部２３ｃを収容する鍔収容溝２９ｂが設けられている。前記第１ロッド収容溝２９ａと鍔収容溝２９ｂは、後述するスイング軸３１を中心とする円軌道上に形成される。また、前記第１ロッド収容溝２９ａと前記鍔収容溝２９ｂとが本発明のロッド収容溝に相当する。

次に、前記室間移動機構３０について説明する。図５，図６に示すように、前記室間移動機構３０は、前記排気路１６の軸線Ｌ１と平行の軸線Ｌ２を有し、キーによって前記弁板１７に固定することで該弁板１７と一体に回動可能なスイング軸３１と、アクチュエータ３２により前記スイング軸３１の軸線Ｌ２に対して垂直方向に進退する駆動ロッド３３と、該駆動ロッド３３の駆動力を前記スイング軸３１の回動方向の動力に変換し該スイング軸３１に動力を伝達する回動変換機構３４を有している。また、前記回動変換機構３４は、前記駆動ロッド３３の軸線Ｌ３方向及び前記スイング軸３１の軸線Ｌ２方向に対して垂直方向の溝３５を有し前記駆動ロッド３３に固定されるガイド３６と、一端をキーによって前記スイング軸３１と一体に回動可能に固定し他端に前記ガイド３６に嵌合するガイドローラ３７を設けたスイングアーム３８を有している。

次に、第２の平行移動機構７０について説明する。前記第２側壁１１には、前記弁板１７を前記排気路１６の軸線Ｌ１に対して平行方向に移動させる第２の平行移動機構７０が設けられている。図５に示すように、該第２の平行移動機構７０は、前記スイング軸３１と、圧縮空気の圧力によって前記スイング軸３１を該スイング軸３１の軸線Ｌ２方向に移動させるスイング軸ピストン７１と、前記スイング軸３１を軸線Ｌ２方向に移動させる弾性部材のバネ７２を有する。また、前記スイング軸３１には前記弁板１７がキーによって固定されている。

前記スイング軸３１は、側壁の挿通孔７３を通って移動室４１内に延びており、前記スイング軸３１のチャンバ側にはスイング軸ピストン７１が前記スイング軸３１と一体に移動可能に固定され、前記スイング軸３１のポンプ側に設けられた取付穴にバネ７２が縮められた状態で嵌合している。また、挿通孔７３には環状溝７４ａ，７４ｂが形成され、この環状溝７４ａ，７４ｂにシール部材７５ａ，７５ｂが設けられている。

前記スイング軸３１のチャンバ側の端部には、前記スイングアーム３８が前記スイング軸３１と一体に回動可能に固定されている。また、前記スイング軸ピストン７１を囲むケーシング７６によって圧縮空気を充填可能な充填部７７が形成されている。さらに、前記充填部７７の前記ポンプ側開口１５側の壁は、前記移動室４１を形成し前記弁座１９を包含する開口隔壁４０からなっており、この壁が前記スイング軸ピストン７１の下側（ポンプ側開口１５側）への移動を規制するストッパー７８に相当する。また、前記ケーシング７６のスイングアーム３８側の壁が、前記スイング軸ピストン７１の上側（スイングアーム３８側）への移動を規制するストッパー７９に相当する。なお、前記スイング軸３１は、移動室４１内に延びるものに限られず、収容室５１内に延びるものであってもよい。

次に、本発明のゲートバルブの作動について説明する。まず、前記密閉位置Ｐ１から前記待避位置Ｐ４に前記弁板１７を移動する場合について説明する。

前記弁板１７が前記密閉位置Ｐ１に位置しているときには、前記ピストン基部２２によって上下に区画された前記環状シリンダ溝２７ａの上側に圧縮空気が供給され、下側の空気が排出される。そのため、前記環状ピストン２１が前記弁板１７に接近する方向に前進し、前記鍔部２３ｃが前記鍔収容溝２９ｂのポンプ側の内面２９ｃを押し、前記第１ロッド２３ａ、第２ロッド２３ｂの底面が前記弁板１７を押した状態となる。

また、前記密閉位置Ｐ１から前記第１対面位置Ｐ２への前記弁板１７の移動においては、前記ピストン基部２２によって上下に区画された前記環状シリンダ溝２７ａの上側の空気が排出され、下側に圧縮空気が供給される。そのため、前記環状ピストン２１が前記弁板１７から離れる方向に後退し、前記鍔部２３ｃが前記鍔収容溝２９ｂのチャンバ側の内面２９ｄを押す。前記第１対面位置Ｐ２に移動した前記弁板１７は、縮んだ状態の前記バネ７２の戻りにより生じる弾発力を受けて、前記チャンバ側開口１４側に移動するため、前記鍔部２３ｃと前記チャンバ側の内面２９ｄとが非接触となる。

また、前記弁板１７が前記密閉位置Ｐ１及び前記第１対面位置Ｐ２に位置するときに、前記ガイド３６と前記スイング軸３１との距離が最も長くなる。そのため、前記ガイドローラ３７と前記ガイド３６の嵌合位置は前記スイング軸３１側となり、前記ガイドローラ３７と前記駆動ロッド３３とが重なる。

前記弁板１７の前記第１対面位置Ｐ２から前記第２対面位置Ｐ３への移動は、前記駆動ロッド３３を後退させることで、前記ガイド３６を前記アクチュエータ３２に近づける方向に移動させ、前記スイング軸３１及び前記弁板１７を時計回りに回動させることで行われる。前記駆動ロッド３３が後退し、前記ガイド３６が前記スイング軸３１に最も近づくときに、図５中の一点鎖線に示すように、前記ガイドローラ３７が前記スイング軸３１から離れる方向に移動する。このとき、前記弁板１７は前記移動室４１と前記収容室５１との間に位置する。

また、前記第１ロッド収容溝２９ａ及び前記鍔収容溝２９ｂは前記スイング軸３１を中心とする円軌道上に設けられ、前記弁板１７は前記スイング軸３１を中心として回動する。そのため、前記弁板１７を前記第１対面位置Ｐ２から前記第２対面位置Ｐ３に回動させることによって、前記第１ロッド２３ａ及び前記鍔部２３ｃが前記第１ロッド収容溝２９ａ及び前記鍔収容溝２９ｂから外れる。このとき、前記鍔部２３ｃと前記チャンバ側の内面２９ｄとが非接触であるため、前記弁板１７の回動時に前記鍔部２３ｃと前記チャンバ側の内面２９ｄとの間で摩擦が生じず、前記アクチュエータ３２からの駆動力を効率よく用いて前記弁板１７を回動させることができる。

また、前記駆動ロッド３３が最も後退し、前記ガイド３６が前記アクチュエータ３２に最も近づく時に、前記弁板１７が前記第２対面位置Ｐ３に位置する。このとき、図５中の二点鎖線で示すように、前記ガイドローラ３７と前記駆動ロッド３３とが重なっている。

前記弁板１７の前記第２対面位置Ｐ３から前記待避位置Ｐ４への移動は、前記充填部７７に圧縮空気が充填され、前記スイング軸３１が前記ポンプ側開口１５側に前進することで行われる。充填部７７に圧縮空気が充填されると、前記スイング軸ピストン７１が前記ストッパー７８に当接するまで前記スイング軸３１が前記ポンプ側開口１５側に移動し、該スイング軸ピストン７１は前記ストッパー７８の当接により停止する。このとき、前記弁板凸部６６と前記収容凹部５４が近接して、ラビリンス構造を形成している。

次に、前記待避位置Ｐ４から前記密閉位置Ｐ１に前記弁板１７を移動する場合について説明する。前記弁板１７の前記待避位置Ｐ４から前記第２対面位置Ｐ３への移動は、前記充填部７７に充填している空気を排出し、前記バネ７２の弾発力を前記スイング軸３１に与え、前記スイング軸３１を前記チャンバー側開口１４側に移動させることで行われる。このとき、前記スイング軸ピストン７１は前記ケーシング７６に当接するまで前記チャンバ側開口１４側に移動する。

また、前記弁板１７の前記第２対面位置Ｐ３から前記第１対面位置Ｐ２への移動に伴う前記弁板移動機構１０の作動は、前記弁板１７を前記第１対面位置Ｐ２から前記第２対面位置Ｐ３に移動させる時の前記弁板移動機構１０の作動と逆の作動を行うことで行われる。即ち、前記駆動ロッド３３を前進させることで、前記スイング軸３１及び前記弁板１７が反時計回りに回動する。このとき、前記第１ロッド２３ａ及び前記鍔部２３ｃが前記第１ロッド収容溝２９ａ及び前記鍔収容溝２９ｂから外れる。

また、前記弁板１７の前記第１対面位置Ｐ２から前記密閉位置Ｐ１への移動は、前記弁板１７を前記密閉位置Ｐ１から前記第１対面位置Ｐ２に移動させる時の前記室間移動機構３０の作動と逆の作動を行うことで行われる。即ち、前記弁板１７の前記第１対面位置Ｐ２から前記密閉位置Ｐ１への移動は、前記ピストン基部２２によって区画された前記環状シリンダ溝２７ａの上側に圧縮空気を供給させることで前記第１ロッド２３ａ及び第２ロッド２３ｂが前進し、前記鍔部２３ｃが前記鍔収容溝２９ｂのポンプ側の内面２９ｃを押すことで行われる。

なお、本実施形態では、前記駆動ロッド３３が前進するときに前記弁板１７が前記開口隔壁４０に対面し、前記駆動ロッド３３が最も後退するときに前記弁板１７が前記収容隔壁５０に対面しているが、前記駆動ロッド３３が最も前進するときに前記弁板１７が前記収容隔壁５０に対面し、前記駆動ロッド３３が最も後退するときに前記弁板１７が前記開口隔壁４０に対面する構成にしてもよい。

１ ゲートバルブ
２ ハウジング
１０ 弁板移動機構
１１ 第２側壁
１２ 第３側壁
１３ 第１側壁
１４ チャンバ側開口
１５ ポンプ側開口
１６ 排気路
１７ 弁板
１９ 弁座
２０ 第１平行移動機構
２１ 環状ピストン
２２ ピストン基部
２３ａ 第１ロッド
２３ｃ 鍔部
２６ ピストン収容溝
２９ａ ロッド収容溝（第１ロッド収容溝）
２９ｂ ロッド収容溝（鍔収容溝）
３０ 室間移動機構
３１ スイング軸
３２ アクチュエータ
３３ 駆動ロッド
３４ 回動変換機構
３６ ガイド
３７ ガイドローラ
３８ スイングアーム
４３ 開口凹部
５１ 収容室
５２ 第１凹部
５３ 第２凹部
５４ 収容凹部
５５ 隙間
６０ 開口シート面
６１ シール部材
６６ 弁板凸部
６７ 隙間
７０ 第２平行移動機構
７１ スイング軸ピストン
７２ 弾性部材（バネ）
Ｐ１ 密閉位置
Ｐ２ 第１対面位置
Ｐ３ 第２対面位置
Ｐ４ 待避位置
Ｌ１〜Ｌ３ 軸線

Claims (9)

1. 互いに対向する第１側壁及び第２側壁にそれぞれチャンバ側開口とポンプ側開口とが開設されていて、これらのチャンバ側開口とポンプ側開口との間に排気路が形成されてなるハウジングと、
   該ハウジング内に配されていて、前記ポンプ側開口を密閉又は全開する弁板と、
   前記排気路と連通し、前記ポンプ側開口の全開時に前記弁板を収容する収容室と、
   前記弁板を、前記ポンプ側開口を密閉するときの位置である密閉位置と前記ポンプ側開口を全開するときの位置である待避位置との間で移動させる弁板移動機構と、を備えるゲートバルブにおいて、
   前記弁板には、前記第２側壁における前記ポンプ側開口の周囲に形成された弁座に当接することで前記ポンプ側開口を密閉するシール部材と、該シール部材の回りを取り囲む凸状の弁板凸部が設けられ、
   前記収容室を形成する第３側壁には、凹状の収容凹部が設けられ、
   前記弁板が前記待避位置にあるときに、前記弁板凸部の先端面と前記収容凹部の底面との間に隙間を形成するように前記弁板凸部が前記収容凹部に収容され、かつ前記シール部材が前記第３側壁に対して非接触となることを特徴とするゲートバルブ。
2. 前記弁座には、前記シール部材に当接する開口シート面が設けられ、
   前記第２側壁には、前記開口シート面の回りを取り囲み、かつ前記弁板凸部を収容する凹状の開口凹部が設けられ、
   前記弁板が前記密閉位置にあるときに、前記弁板凸部の先端面と前記開口凹部の底面との間に隙間を形成するように、前記弁板凸部が前記開口凹部に収容されることを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
3. 前記収容凹部には、前記弁板凸部を収容する前記第１凹部と、該第１凹部に取り囲まれた第２凹部とが設けられ、
   前記弁板が前記待避位置にあるときに、前記シール部材の先端面と前記第２凹部の底面との間に隙間を形成するように、前記シール部材が前記第２凹部に収容されることを特徴とする請求項１又は２に記載のゲートバルブ。
4. 前記弁板移動機構は、前記弁板が前記弁座と離れて対面するときの位置である第１対面位置、及び前記第３側壁と離れて対面するときの位置である第２対面位置を経由して、前記弁板を前記密閉位置と前記待避位置との間で移動させる機構であり、
   前記弁板移動機構は、前記弁板を前記密閉位置と前記第１対面位置との間で移動させる第１平行移動機構と、
   前記弁板を前記第１対面位置と前記第２対面位置との間で移動させる室間移動機構と、
   前記弁板を前記第２対面位置と前記待避位置との間で移動させる第２平行移動機構と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のゲートバルブ。
5. 前記室間移動機構は、前記排気路の軸線と平行の軸線を有し前記弁板に取り付けられる回動可能なスイング軸と、アクチュエータにより前記スイング軸の軸線に対して垂直方向に進退する駆動ロッドと、該駆動ロッドの駆動力を前記スイング軸の回動方向の動力に変換し該スイング軸に動力を伝達する回動変換機構とを有し、
   前記回動変換機構は前記駆動ロッドの軸線方向及び前記スイング軸の軸線方向に対して垂直方向の溝を有し前記駆動ロッドに固定されるガイドと、一端を前記スイング軸に固定し他端に前記ガイドに嵌合するガイドローラを設けたスイングアームとを有することを特徴とする請求項４に記載のゲートバルブ。
6. 前記弁板は、前記駆動ロッドが前進したときに前記第１対面位置又は前記第２対面位置の一方に位置すると共に、前記駆動ロッドが後退したときに前記第１対面位置又は第２対面位置の他方に位置し、
   前記ガイドローラは、前記弁板が前記第１対面位置又は第２対面位置にあるときに前記駆動ロッドと重なることを特徴とする請求項５に記載のゲートバルブ。
7. 前記第１平行移動機構は、前記排気路を取り囲むように環状に形成されるピストン収容溝と、該ピストン収容溝に収容され前記排気路の軸線と平行方向に移動可能な環状ピストンとを備え、
   前記環状ピストンは、前記第１側壁と対面し前記排気路の軸線に対して平行方向に進退自在なピストン基部と、該ピストン基部の前記弁板に対面する面に設けられた凸状の第１ロッドと、該第１ロッドの先端に設けられた鍔部を有し、
   前記ピストン収容溝は、前記弁板に形成されると共に前記スイング軸を中心とする円軌道上に設けられ、前記第１ロッドと前記鍔部を収容するロッド収容溝を有し、
   前記弁板を前記第１対面位置から前記第２対面位置に回動させることによって、前記第１ロッド及び前記鍔部が前記ロッド収容溝から外れ、前記弁板を前記第２対面位置から前記第１対面位置に回動させることによって、前記第１ロッド及び前記鍔部を前記ロッド収容溝に収容することを特徴とする請求項５又は６に記載のゲートバルブ。
8. 前記第２平行移動機構は、前記スイング軸と、流体の圧力によって前記スイング軸を該スイング軸の軸線方向に移動させるスイング軸ピストンと、前記スイング軸を該スイング軸の軸線方向に移動させる弾性部材を有することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のゲートバルブ。
9. 前記弁板凸部の高さが前記開口凹部の深さ及び前記収容凹部の深さと同一であることを特徴とする請求項２ないし８のいずれかに記載のゲートバルブ。

Images